【摘要】本文主要介紹了臺達HMI的配方功能和PLC、伺服在竹節(jié)紗設備上的應用。

【Abstract】This article mainly introduces the recipe function of Delta’s HMI and the application of PLC and Servo in the equipment of Jingwei textile machinery.

【關鍵字】PLC；人機界面；伺服

      竹節(jié)紗作為花式紗線的一種，在新面料的設計與開發(fā)中得以廣泛應用。隨著社會的進步以及人民生活水平的提高，竹節(jié)紗設備的性能要求也越來越高。而隨著時間的積累，竹節(jié)紗工藝配方參數(shù)也會越來越多。有的紡織廠客戶甚至有成百上千種竹節(jié)紗配方。當有某紗線訂單時，操作員需要將每臺竹節(jié)紗設備的配方參數(shù)逐步輸入觸摸屏，操作麻煩且容易錯漏，有些竹節(jié)紗還要求在某段粗度范圍內(nèi)隨機抽樣紡。面對日益突出的問題，臺達為紡織機械客戶推出了整套解決方案。

1  系統(tǒng)介紹

1.1  硬件組成

該系統(tǒng)的硬件組成如表1所示。

表1  系統(tǒng)的硬件組成

1.2  配方工藝管理系統(tǒng)

      竹節(jié)紗配方工藝歸檔，為工藝人員對竹節(jié)紗的生產(chǎn)管理帶來極大的方便。隨著近幾年電腦運用的普及和電腦技術的高速發(fā)展，U盤成為了新一代超容量永久性存儲器，再也不用擔心掉電時間長而丟失工藝的問題。

      本系統(tǒng)結合U盤為用戶開放了4000個竹節(jié)工藝品種貨架，每個工藝品種可以有最多200組竹節(jié)工藝參數(shù)組數(shù)，供用戶隨意調(diào)用、存貯或修改。在多機臺竹節(jié)紗間操作時，不需要每臺都執(zhí)行輸入操作，只用一只U盤就可互相復制竹節(jié)工藝，不僅簡化操作流程，而且便于統(tǒng)一管理并提高其可靠性。此外，還可以將U盤中竹節(jié)工藝定期保存到廠部電腦，以便歸檔留底。

1.3  四種紡紗方式可實現(xiàn)不同風格

      除提供市面上已有的1組參數(shù)和多組參數(shù)循環(huán)紡紗方式外，臺達還可為用戶提供3種更為先進的紡紗方式：

（1）模糊1：控制器從用戶設定的1～200組參數(shù)中隨機抽取其中一組紡，按組別進行隨機抽取不重復紡紗（M組節(jié)長─M組節(jié)距─N組節(jié)長─N組節(jié)距）。

（2）模糊2：控制器從用戶設定的1～200組參數(shù)中隨機抽取其中一組的節(jié)長，與另外經(jīng)過隨機抽取的不同組的節(jié)距，重新組成新的一組竹節(jié)參數(shù)進行紡紗，即將竹節(jié)隨機組合紡紗（M組節(jié)長—N組節(jié)距—X組節(jié)長—Y組節(jié)距）。在模糊1的基礎上打破組別的限制，實現(xiàn)高等無序紡紗。

（3）模糊紡3：在模糊紡3竹節(jié)參數(shù)設置中，輸入基紗及竹節(jié)參數(shù)的上下限值（上限≥下限），各紡紗參數(shù)在上下限設定范圍內(nèi)由控制器隨機抽取數(shù)值進行紡紗。客戶只需要設定好參數(shù)的上下限數(shù)值即可實現(xiàn)的模糊式竹節(jié)紗。

在這三種紡紗過程中，因為控制器是執(zhí)行微機中的隨機數(shù)指令，經(jīng)過隨機抽樣后竹節(jié)規(guī)律是完全不會重復的。就算在同品種不同臺之間，也不會出現(xiàn)重復的規(guī)律性。從實際應用看，這些功能完全解決了布面上規(guī)律性條紋的產(chǎn)生，滿足了用戶對不同風格布面的要求。

1.4  超精度位置控制的伺服系統(tǒng)

      本裝置采用高速脈沖輸出型PLC控制伺服系統(tǒng)，扭矩恒定，超喂比恒定；伺服長時間連續(xù)工作，竹節(jié)不變化，穩(wěn)定性好。設計原理采用伺服電機高精度定位控制模式，以脈沖方式控制，一個脈沖運行一個固定角度。因在高精度數(shù)控加工中均采用此種控制方式，所以在參數(shù)設定過程中可直接輸入粗長、細長，設備控制的穩(wěn)定性得到了可靠保證。

      與其他竹節(jié)紗裝置采用速度控制模式相比，此款裝置是通過直接設定電機轉(zhuǎn)速，再通過羅拉轉(zhuǎn)速計算出時間，用定時變速的方式控制粗長和細長的。

1.5  高質(zhì)量前羅拉采樣系統(tǒng)

      本裝置的控制系統(tǒng)是將前羅拉與中后羅拉完全獨立傳動，它們間是通過無觸的傳感器來實現(xiàn)電氣跟隨，而前羅拉測速編碼器的精度及分辨率都起決定作用。控制器的高速計數(shù)功能可以從開停車到紡紗中的所有細節(jié)都處于監(jiān)控之下，并提供校正及報警。

1.6  完善的報警自診斷功能

      本系統(tǒng)提供了生產(chǎn)過程中所有故障或非正常參數(shù)設置等報警功能，可以做到及時發(fā)現(xiàn)、及時報警和及時處理，保障了優(yōu)質(zhì)竹節(jié)紗的順利生產(chǎn)。

1.7  結構簡單

      本竹節(jié)紗裝置由伺服電機帶動中后羅拉傳動，機械部分自成單元，不與原主機沖突，安裝方便。不僅如此，電控箱還將外置。采用本裝置后，不易出機械故障，同時也降低了勞動強度，提高了勞動效率及成紗質(zhì)量。

      本裝置還提供了一些其他的獨特功能。例如節(jié)形的調(diào)整功能，也就是竹節(jié)曲線形狀的選擇功能，實現(xiàn)了飽滿竹節(jié)，解決了瘦紗現(xiàn)象；開車補償功能可解決雙速、變頻細紗機啟停時產(chǎn)生的細節(jié)現(xiàn)象。

2  工藝數(shù)據(jù)

      其中牽伸倍數(shù)可調(diào)整，竹節(jié)長度和竹節(jié)距離可直接輸入所需尺寸，竹節(jié)粗度則按所需倍數(shù)直接輸入。此外，工藝過程中還需試紡確定。

      紡制竹節(jié)紗除正常的各項指標外，竹節(jié)指標主要有竹節(jié)長度、竹節(jié)距離以及竹節(jié)粗細。影響這些指標的因素主要有：前羅拉轉(zhuǎn)速、前羅拉直徑、錠子轉(zhuǎn)速、牽伸比、牽伸加壓系統(tǒng)、紡制的品種等。一旦上述參數(shù)確定，那么就確定了所紡竹節(jié)紗的指標。

3  出廠紡紗工藝參數(shù)確定

      首先，確定基紗的正常工藝數(shù)據(jù)，試紡定量是否正常。按設定的基紗工藝參數(shù)，輸入正確的竹節(jié)工藝。其中，參數(shù)包括牽伸倍數(shù)、細長、粗長、細度和粗度。然后進行試紡竹節(jié)工藝，檢測是否符合要求。工藝確定，正式生產(chǎn)。

      竹節(jié)粗度為直接輸入所需倍數(shù)，若需多種粗度，也是按順序直接輸入即可（無需計算）；竹節(jié)長度、竹節(jié)距離：整體調(diào)節(jié)可修改；粗長系數(shù)為竹節(jié)長度整體修正系數(shù)，細長系數(shù)為竹節(jié)距離整體修正系數(shù)也可單節(jié)修改（逐段修改）；定量偏差為可修改牽伸倍數(shù)。

      正常紗與竹節(jié)紗切換可直接通過PLC控制，如長時間不紡竹節(jié)則摘掉鏈條即可，恢復正常紡紗狀態(tài)。此外，測速系統(tǒng)不須設置，其將自動跟蹤。

4  伺服驅(qū)動參數(shù)設置     

伺服驅(qū)動參數(shù)設置如表2所示。

表2  伺服驅(qū)動參數(shù)設置